Đồ án Thiết kế sơ bộ trạm thủy điện CT4

)m Chän lb = 16 (m) II. Khèi trªn n­íc PhÇn trªn n­íc cña nhµ m¸y lµ n¬i bè trÝ c¸c thiÕt bÞ nh­ m¸y c¾t ®iÖn, thiÕt bÞ ®iÒu tèc, thiÕt bÞ ®iÖn, thiÕt bÞ lµm nguéi m¸y, c¸c thiÕt bÞ dÇu ¸p lùc, cÇu trôc. Nguyªn t¾c bè trÝ: Trong vËn hµnh nhµ m¸y th× kho¶ng c¸ch ®i l¹i gi÷a c¸c thiÕt bÞ vµ tæ m¸y ph¶i lín h¬n 1m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vËt di chuyÓn vµ vËt cè ®Þnh ph¶i lín h¬n hoÆc b»ng 0,5 (m). 1. Cao tr×nh sµn nhµ nhµ m¸y Cao tr×nh sµn nhµ m¸y b»ng cao tr×nh sµn m¸y ph¸t: ÑSNM = ÑSMF = 412,89 (m) 2. Cao tr×nh cÇu trôc (ZCT) ÑCT lµ cao tr×nh øng víi ®­êng ray cÇu trôc, t¹i cao tr×nh nµy cÇu trôc ph¶i n©ng vËt dµi nhÊt ra khái vËt cè ®Þnh ³ 0,5m. §é cao cña cÇu trôc ®­îc quyÕt ®Þnh ph­¬ng thøc cÈu, chiÒu dµi cÈu. CÈu ®Ønh: VËt cÈu di chuyÓn trªn ®Ønh m¸y ph¸t víi ph­¬ng thøc cÊu nµy th× chiÒu cao nhµ m¸y t¨ng, vµ chiÒu réng nhµ m¸y sÏ gi¶m. CÈu bª: VËt cÈu di chuyÓn ë mét bªn m¸y ph¸t, víi ph­¬ng thøc cÈu nµy th× chiÒu cao nhµ m¸y sÏ gi¶m cßn chiÒu réng nhµ m¸y sÏ t¨ng. ÑCT = ÑSMF + H0 H0: lµ kho¶ng c¸ch tõ ÑSMF -> ÑCT Víi ph­¬ng thøc cÊu ®Ønh. H0 = Hc® + a + HCC + Ld + HM + 1 HCC: ChiÒu cao cña vËt cè ®Þnh lín nhÊt (Hph¸t) HCC = 4,32 (m) a: Kho¶ng c¸ch tõ mÐp trªn vËt cè ®Þnh ®Õn mÐp d­íi cña mãc cÈu (a =0,3¸ 0,5), lÊy a = 0,5 (m). Ld = ChiÒu dµi dµy : Ld = 2 (m). HM: ChiÒu cao cña mãc cÈu HM = 1 (m) HCC:ChiÒu cao vËt cÇn cÈu. Sai sè 1m ®Ó ®Ò phßng d·n dµy. -> Ñ. H0 = 4,32 + 3 + 0,5 + 1 = 8,82 (m) ÑCT = 412,89 + 8,82 = 421,71 (m) VËy ÑCT = 421,71 (m). 3. Cao tr×nh trÇn nhµ m¸y Ta cã: ÑTNH = ÑCT + HCT + s. Hct : ChiÒu cao cÇu trôc + xe con: H = 4,8 (m). d : ChiÒu cao an toµn d = (0,3 ¸ 0,5) m, LÊy d = 0,4 (m). -> ÑTNH = 421,71 + 4,8 + 0,4 -> ÑTNH = 426,91 (m). 4. Cao tr×nh ®Ønh m¸i nhµ m¸y Ñ® = Ñtl + hm¸i hm¸i: ChiÒu cao m¸i nhµ m¸y : hm¸i = 1,5 (m) Ñ®’ = 426,91 + 1,5 = 428,41 (m) 5. ChiÒu dµi ®o¹n tæ m¸y LÊy b»ng chiÒu dµi ®o¹n tæ m¸y phÇn d­íi n­íc. L® = 16 (m). = hn = 8m L chiÒu dßng ch¶y. 6. ChiÒu réng nhµ m¸y (B) ChiÒu réng nhµ m¸y ph­¬ng thøc vµo kÝch th­íc cÇu trôc vµ ph­¬ng thøc cÈu, viÖc bè trÝ c¸c thiÕt bÞ m¸y ph¸t, buång xo¾n vµ c¸c thiÕt bÞ tÇng m¸y ph¸t thuû ®iÖn, thïng dÇu ¸p lùc. B = LK + 2d + 2d LK: NhÞp cÇu trôc. LK = 1,5 (m) d: Kho¶ng c¸ch tõ b¸nh xe cÇu trôc ®Õn mÐp t­êng nhµ m¸y (d = 0,5 cm) d: ChiÒu dµy t­êng th­îng h¹ l­u nhµ m¸y chän d = 0,4 (m) B = 1,5 + 2. 0,5 + 2. 0,4 = 12,3 (m) 7. KÝch th­íc gian l¾p r¸p, söa ch÷a (giµn l¾p m¸y) Khi tiÕn hµnh l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ chñ yÕu trong nhµ m¸y th× c¸c thiÕt bÞ ®­îc vËn chuyÓn tõ n¬i kh¸c ®Õn, C¨n cø vµo kÝch th­íc vµ t¶i träng cña nã mµ cã ph­¬ng thøc vËn chuyÓn nh­ « t«, ®­êng thuû hoÆc xe löa ®Õn gian l¾p r¸p, v× vËy khi thiÕt kÕ lÊy cao tr×nh sµn l¾p r¸p b»ng cao tr×nh sµn m¸y b»ng cao tr×nh ®­êng giao th«ng. - Trong ph¹m vi gian l¾p m¸y th­êng ®Æt c¸c thiÕt bÞ: Gi¸ ch÷ thËp trªn, d­íi, m¸y ph¸t, l¾p turbin, l« to trôc, m¸y kÝch tõ… V× thÕ gian l¾p m¸y cã thÓ cã hè riªng ®Ó th¸o l¾p vµ söa ch÷a m¸y biÕn ¸p. - ChiÒu réng gian l¾p r¸p lÊy b»ng chiÒu réng nhµ m¸y. BLR = B = 19,8 (m) - ChiÒu dµi gian l¾p m¸y. LLR = (1,0 ¸ 1,2) L®. (9 ¸ 10,8) LLR = (1,0 ¸ 1,8). 9 = 8 ¸ 9,6, lÊy 10m. 8. ChiÒu dµi nhµ m¸y ChiÒu dµi nhµ m¸y (L0) L0 = L®. Z + LLR + ÑL Trong ®ã Z : Sè tæ m¸y (Z = 2) . L® : ChiÒu dµi ®o¹n tæ m¸y: L® = 16 (m). LLR : ChiÒu dµi gian l¾p r¸p: (LC = 20 m). ÑL: ChiÒu dµi t¨ng thªm cña tæ m¸y cuèi cïng ®Ó b¶o ®¶m tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ ®Òu n»m trong ph¹m vi lµm viÖc cña cÇu trôc. ÑL= (2÷5) m chän chän ÑL=2(cm) Thay sè L= 9.2 + 10 + 2 = 30 (m) Ch­¬ngII: HÖ thèng dÇu vµ thiÕt bÞ phô trî §2-1 Nhµ m¸y phô Nhµ m¸y phô lµ n¬i bè trÝ c¸c thiÕt bÞ nh­ m¸y mãc thuû lùc c¸c thiÕt bÞ ph©n phèi ®iÖn, thiÕt bÞ kiÓm tra ®o l­êng vµ n¬i c¸n bé c«ng nh©n vËn hµnh, ®iÓm khiÕu sù lµm viÖc cña nhµ m¸y. VÞ chÝ nhµ m¸y phô ®Æt gi¸p víi nhµ m¸y chÝnh t¹i gian l¾p gi¸p ®Ó t¹o víi nhµ m¸y chÝnh t¹o thµnh mét khèi thèng nhÊt cã t­êng ng¨n c¸ch cã cöa sæ ®Ó quan s¸t c¸c tæ m¸y lµm viÖc I. Phßng lµm viÖc trung t©m Phßng nµy ®­îc bè trÝ c¸c thiÕt bÞ hiÖn ®¹i lµ n¬i qu¶n lý vµ theo dâi sù vËn hµnh cña nhµ m¸y, ®­îc bè chÝ b»ng cao tr×nh s©n m¸y ph¸t thuËn tiÖn cho cho viÖc bao qu¸t toµn bé nhµ m¸y. Trong phßng nµy ®­îc bè trÝ c¸c thiÕt bÞ nh­ b¶ng ph©n phèi ®iÖn, ®ång hå ®o ®iÖn c¸c thiÕt bÞ ®o vµ b¶o vÖ. Do diÖn tÝch phô thuéc vµo kÝch th­íc c¸c thiÕt bÞ vµ viÖt bè trÝ, nã quan hÖ víi s¬ ®å ®Êu ®iÖn chÝnh, sè tæ m¸y- c«ng suÊt tõng tæ m¸y. ViÖc bè trÝ phßng ®iÒu khiÓn trung t©m lµ rÊt quan trong. Qua nghiªn cøu so s¸nh tí bè trÝ phßng ®iÒu kiÓn ë phÝa h¹ l­u tæ m¸y ngÇn gian l¾p r¸p . II. Phßng qu¶n lý vËn hµnh C¸c thiÕt bÞ phô trî m¸y mãc thuû lùc, phßng m¸y trùc tiÕp theo dâi tæ m¸y vËn hµnh. Cã liªn quan chÆt chÏ ®Õn phßng ®iÒu khiÓn trung t©m, nã bao gåm c¸c phßng nh­: Phßng chøa dÇu lµm tr¬n, lµm c¸ch nhiÖt tæ m¸y vµ xö lý dÇu, phßng ®Ó m¸y nÐn khÝ. Trong buång xo¾n vµ èng hót khi cã söa ch÷a tæ m¸y, c¸c phßng nµy ®­îc bè trÝ m¸y mãc nhµ m¸y ®iÖn chñ yÕu b¶o ®¶m chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng cña tæ m¸y gåm: HÖ thèng dÇu, cung cÊp dÇu, cung cÊp n­íc kü thuËt, hÖ thèng dÇu, cung cÊp th¸o uc tæ m¸y. III. Phßng ®iÖn mét chiÒu (¾c quy, axÝt, n¹p ®iÖn) Ngoµi phßng ®iÒu khiÓn trung t©m, ®Ó cung cÊp dßng ®iÖn mét chiÒu phôc vô m¹ch nhÞ tø trong nhµ m¸y cÇn ph¶i cã phßng ®iÖn mét chiÒu gåm cã phßng ¾c quy, phßng n¹p ®iÖn phßng a xÝt ®Ó cung cÊp ®iÖn mét chiÒu cho phßng ®iÒu khiÓn trung t©m cã cïng cao tr×nh ë phÝa h¹ l­u gian l¾p r¸p. §Ó tr¸nh h¬i a xÝt bay ra lµm háng thiÕt bÞ vµ ¶nh h­ëng tíi søc khoÎ nh©n viªn vËn hµnh nªn ta ph¶i x©y t­êng ng¨n c¸ch vµ phßng ®Öm (phßng th«ng giã) . V. C¸c phßng cã chøc n¨ng liªn quan + Phßng chøa dÇu b«i tr¬n, bè trÝ d­íi sµn l¾p r¸p. + Phßng cÊp ®iÖn bè trÝ tÇng turbin phÝa th­îng l­u ch¹y däc nhµ m¸y. + Phßng gi¸m ®èc. + Phßng giao ban. + Kho dông cô, x­ëng c¬ khÝ. §2.2. HÖ thèng thiÕt bÞ phô HÖ thèng thiÕt bÞ phô trong nhµ m¸y cã t¸c dông b¶o ®¶m chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng cña c¸c thiÕt bÞ chÝnh. HÖ thèng thiÕt bÞ phô bao gåm: + HÖ thèng dÇu. + HÖ thèng khÝ. + HÖ thèng th¸o n­íc. + HÖ thèng cÊp n­íc kü thuËt. + HÖ thèng thiÕt bÞ ®o l­êng kiÓm tra. + HÖ thèng chèng ch¸y. I. HÖ thèng dÇu HÖ thèng dÇu trong TT§ ®­îc chia ra lµm 2 lo¹i (theo t¸c dông cña tõng lo¹i): dÇu c¸ch nhiÖt vµ dÇu b«i tr¬n. + HÖ thèng dÇn c¸ch nhiÖt cung cÊp cho MBA, m¸y c¾t vµ c¸c thiÕt bÞ kh¸c. + HÖ thèng dÇu dïng ®Ó b«i tr¬n c¸c æ trôc, cung cÊp dÇu cho hÖ thèng ®iÒu khiÓn tæ m¸y. * Yªu cÇu: §¶m b¶o cung cÊp dÇu ®Çy ®ñ, ®óng chñng lo¹i phÈm chÊt cho c¸c thiÕt bÞ dïng. 1. DÇu vËn hµnh tæ m¸y (DÇu turbin, dÇu nÐn khÝ, vµ æ trôc) L­îng dÇu cÇn ®Ó vËn hµnh tÝnh theo CT G1 = K. NTB.. Z Z: Sè tæ m¸y (Z = 2) ; D1 = 2,5 (m) K : HÖ sè phô thuéc vµo turbin, víi turbin c¸nh quay. K = 0,9 ¸ 1,1, lÊy K = 1. NTB : C«ng suÊt ®Þnh møc cña 1 turbin : NTB = 7,86. 103 (KV). H : Cét n­íc t/c víi n¨m, lÊy H = Hbq = 19,23 (m) . Thay sè cã: G1 = 1. 7,86.. 2 -> G1 = 5,54 (tÊn). VËy khèi l­îng dÇu ®Ó vËn hµnh toµn bé sè tæ m¸y lµ 5,54 tÊn. 2. DÇu b«i tr¬n Dung tÝch dÇu b«i tr¬n chiÕm kho¶ng (30 ¸ 35)%, dung tÝch dÇu vËn hµnh. G2 = 35%. G1 = 1,94 tÊn. 3. DÇu c¸ch ®iÖn Dung tÝch dÇu c¸ch ®iÖn MBA phô thuéc vµo h×nh d¹ng vµ c«ng suÊt cña nã. Theo kinh nghiÖm víi MBA lo¹i võa cø 1000 KW cÇn 0,6 ¸ 1,3 T dÇu. VËy víi 2 MBA c«ng suÊt 10.000 KVA th× träng l­îng dÇu c¸ch ®iÖn lµ: Gc® = 1. 2. 10 = 20 (tÊn). 4. DÇu dù tr÷ vËn hµnh (G4) + Víi m¸y biÕn ¸p ngoµi dù tr÷ ®Çy cho 1 m¸y céng thªm 1%. G = 1%. G® = 0,2 (tÊn). + Víi tæ m¸y ngoµi dù tr÷ ®Çy cho 1 tæ m¸y cßn céng thªm l­îng dÇu tæn thÊt 45 ngµy. G = 5% (G1 + G2 + G3) = 5% (1,94 + 20 + 5,54) -> G = 1,37 (tÊn). -> G4 = G + G = 1,57 (tÊn). Tæng l­îng dÇu cña nhµ m¸y lµ: G = G1 + G2 + G3 + G4 = 1,94 + 5,54+ 20 + 1,57 = 29,05 (tÊn). * Bè trÝ bÓ chøa dÇu Theo quy ph¹m mçi bÓ chøa dÇu trªn mÆt ®Êt kh«ng qu¸ 300T vµ mÆt ®Êt kh«ng qu¸ 500 (tÊn) vµ bè trÝ trong nhµ m¸y kh«ng qu¸ 100 (tÊn). Víi l­îng dÇu trong toµn nhµ m¸y lµ 29,05(tÊn). NÕu ta ®Æt bÓ ch­¸ dÇu trong nhµ m¸y. HÖ thèng dÇu bao gåm : - Kho dÇu: BÓ dÇu s¹ch, dÇu phÕ th¶i - Phßng xö lý dÇu cã nhiÖm vô läc dÇu phÕ th¶i, t¸i sinh dÇu lµm b¬m dÇu. -HÖ thèng dÉn dÇu: Nèi liÒn phßng xö lý dÇu, kho dÇu vµ c¸c thiÕt bÞ xö lý dÇu - HÖ thèng ®o l­êng ®iÒu khiÓn theo dâi vµ ®iÒu khiÓn t×nh h×nh vËn hµnh xö dµi. Chó ý: Trong hÖ thèng ®Çu bè chÝ hÖ thèng ®Çu bè trÝ hÖ thèng chèng löa II. HÖ thèng khÝ nÐn 1. C«ng dông HÖ thèng khÝ nÐn lµmét bé phËn thÓ hiÖn ®­îc trong NMT§ Tuú theo môc ®Ých sö dông chia lµm hai lo¹i + KhÝ nÐn thÊp ¸p (7 ¸ 8) at cung cÊp cho. HÖ thèng phanh h·m tæ m¸y Ðp n­íc ra khái BXCT. Thæi r¸c bÈn ë l­íi ch¾n r¸c. C¸c c«ng cô dïng søc giã. + KhÝ nÐn cao ¸p dïng cho thiÕt bÞ nÐn dÇu cña hÖ thèng ®iÒu tèc, thiÕt bÞ ®ãng cÊt ®iÖn: (20 ¸ 25) at. L­îng khÝ nÐn dïng cho 1 tæ m¸y. a) L­îng khÝ nÐn dïng cho TBDAL Q1 = Vd: Dung tÝch chøa khÝ cña thiÕt bÞ dÇu ¸p lùc Vd = (0,6 ¸ 0,7) V kÕt dÇu Chän Vd = 0,6. V kÕt = 0,68 -> Vd = 4,8 (m3) + Thêi gian n¸p khÝ (t = 1h). P0: ¸p suÊt c«ng t¸c víi thiÕt bÞ nÐn dÇu: Pd = 25 kg/cm2 = 25at. -> Ql = = 2 (m3/p) Mçi m¸y 1 nåi h¬i -> l2 cung cÊp cho c¶ nhµ m¸y. Qnm = 2. 2 = 4 (m3/p) b) L­îng khÝ dïng ®Ó phanh h·m tæ m¸y Q2 = (p + 1)q. t (m3) q: L­îng tiªu hao ë ®iÒu kiÖn ¸p lùc c«ng t¸c : q = (2 ¸ 4) l/s Chän q = 3 (l/s). P: ¸p lùc c«ng t¸c P = (4 ¸ 7) at chän P = 5 at + Thêi gian phanh 1 tæ m¸y: M¸y ph¸t nhá lÊy 1,5h + = (0,5 ¸ 5)h TÝnh cho lÇn phanh 1 tæ m¸y. Q2 = (5 + 1). 3. 1,5 -> Q2 = 1,62 (m3). c) L­îng khÝ nÐn n­íc trong BXCT Khi c¸c tæ m¸y thuû lùc ch¹y ®ång hå ph¶i lµm møc n­íc trong èng x¶ turbin thÊp h¬n møc d­íi BXCT nÕu kh«ng n¨ng l­îng tiªu hao rÊt lín, qua thùc tÕ cho thÊy r»ng n¨ng l­îng tæn thÊt trong BXCT quay trong n­íc gÊp 5 ¸ 8 lÇn quay trong kh«ng khÝ, trong thùc tÕ. BXCT lu«n ngËp trong n­íc h¹ l­u nªn ph¶i Ðp n­íc ra khái BXCT. L­u l­îng khÝ nÐn khi tæ m¸y ch¹y bï ®ång bé. QK = a D12 (1 + PK) Trong ®ã: a : HÖ sè kinh nghiÖm = (0,1 ¸ 0,2) chän (= 0,2). pK : ¸p lùc kh«ng khÝ trong buång BXCT sau khi n­íc xuèng 0,5 ¸ 1 (m) so víi mÐp d­íi BXCT. PK=5 (at) QK=0,2 . 2,82(1+5)=9,41(m3/p). d) §­êng kÝnh ®­êng èng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm d=  3. Bè trÝ hÖ thèng khi nÐn §Ó rót ng¾n chiÒu dµi ®­êng èng, bè trÝ hÖ thèng khi nªn ngang d­íi d¹ng l¾p m¸y, trªn mçi m¸y nÐn khÝ vµ th«ng dÇu ¸p ph¶i cã thiÕt bÞ nh­ b¶o vÖ nh­ van an toµn, van mét chiÒu r¬le b¶o vÖ … c¸c ®­êng èng dÉn bè trÝ däc nhµ m¸y. III. HÖ thèng th¸o n­íc NMT§ trong qu¸ tr×nh vËn hµnh l©u dµi cÇn ph¶i th¸o n­íc trong c¸c tr­êng hîp sau. + Th¸o n­íc s¶n xuÊt nh­ lµm n¸t turbin. + Th¸o n­íc khi kiÓm tra söa ch÷a c¸c bé phËn qua n­íc nh­ buång xo¾n, èng hót, BXCT, van c«ng t¾c. + Th¸o n­íc rß rØ thÊm qua bª t«ng. NhiÖm vô chÝnh cña cña hÖ thèng th¸o n­íc lµ ch¸nh cho nhµ m¸y bÞ tÝch tô n­íc vµ Èm ­ít b¶o ®¶m cho c«ng t¸c kiÓm tra vµ söa ch­· c¸c bé phËn qua n­íc cña nhµ m¸y. Bè chÝ sao cho th¸o ®óng yªu cÇu kü thuËt: §¶m b¶o thêi gian kh«ng ®Ó n­íc trong c¸c khu vùc c«ng t¸c. Ph­¬ng thøc th¸o n­íc trong buång xo¾n, èng hót bè trÝ giÕng tËp trung vµ hÖ thèng hµnh lang ­ít däc nhµ m¸y tËp trung vµo bÓ chøa. Vµ sau ®ã dßng m¸y b¬m vÒ h¹ l­u . IV. HÖ thèng cÊp n­íc kü thuËt 1. T¸c dông Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh NMT§. §Ó ®¶m b¶o c¸c thiÕt bÞ vËn hµnh an toµn kinh tÕ, viÖc cung cÊp n­íc kü thuËt lµ cÇn thiÕt. T¸c dông chÝnh lµ lµm m¸t. HÖ thèng cÊp n­íc kü thuËt bao gåm: + Bé phËn lÊy n­íc. + Bé phËn lÊy n­íc. + §­êng èng dÉn n­íc bao gåm: §­êng èng chÝnh, ®­êng èng nh¸nh vµ c¸c hÖ thèng ®o l­êng, kiÓm tra ®iÒu khiÓn. + M¸y b¬m n­íc (nÕu kh«ng cÊp n­íc tù ch¶y). Yªu cÇu: Ph¶i cung cÊp n­íc ®Çy ®ñ, sè l­îng vµ ®¶m b¶o chÊt l­îng vµ ¸p suÊt cÇn thiÕt ®óng nguån n­íc s½n cã. 2. TÝnh l­îng n­íc yªu cÇu Cø 1 KW c«ng suÊt cña 1 m¸y ph¸t khi ë nhiÖt ®é 200C cÇn 0,6 l/s khi ë 250C cÇn 0,07 l/s. Víi c«ng suÊt m¸y ph¸t 7,62 MW ë 200C cÇn l­îng n­íc l¹nh trong ls lµ. W = 7,62. 103. 0,06 = 0,46 (m3/s) L­îng n­íc tiªu hao lµm l¹nh m¸y ph¸t triÓn (60 ¸ 65)% toµn l­îng n­íc trong hÖ thèng. + L­îng n­íc lµm s¹ch ë trôc ®ì, æ trôc ®Þnh h­íng kho¸ng (10 ¸ 20)%, l­îng n­íc lµm l¹nh m¸y biÕn ¸p lµ 15%. HÖ thèng cÊp n­íc kü thuËt cã thÓ lÊy tõ c¸c nguån th­îng l­u, h¹ l­u n­íc ngµu. 3. HÖ thèng lùa chän h×nh thøc cung cÊp kü thuËt - Khi cét n­íc d­íi 10 m ho¹c cao h¬n 40 ¸ 50 m th× dïng m¸y b¬m b¬m n­íc h¹ l­u cung cÊp cho tæ m¸y. Khi cét n­íc d­íi 10¸15 m ®Õn 40 ¸50m th× dïng h×nh thøc lÊy n­íc tù ch¶y ë th­îng l­u hå chøa, hoÆc ®èi víi tr¹m T§ sau ®Ëp lÊy n­íc ë ®­êng èng turbin Khi cét n­íc cña TT§ cao h¬n 40¸50 m th× lÊy n­íc ë th­îng l­u hå chøa hoÆc ®­êng èng turbin qua thiÕt bÞ gi¶m cao ¸p ë nh÷ng tr¹m T§ cã cét n­íc dao ®éng lín th× cã thÓ sö dông h×nh thøc cÊp n­íc hçn hîp. Víi TT§CT4 cét n­íc dao ®éng tõ (12,5¸22) m ®Ó chän h×nh thøc cÊp n­íc tù ch¶y ë th­îng l­u hå chøa dÉn n­íc b»ng ®­êng èng ®Æt trªn buång xo¾n turbin, l­u tèc trong ®­êng èng kh«ng v­ît qu¸ 10m/s. §­êng èng lµ : d= 280(mm)= 0,28(cm) V. HÖ thèng ®o l­êng trong nhµ m¸y HÖ thèng ®o l­êng ph¶i ®¶m b¶o cho c¸c thiÕt bÞ an toµn s¶n xuÊt, ®é chÝnh x¸c cao, thiÕt bÞ ®o ph¶i cho thuª bÞ ®o bè chÝ ®óng c¸ch, ®óng yªu cÇu ®o l­êng chÝnh s¸c gi¸m s¸t VI. Bè trÝ mÆt b»ng vµ tr¹m ph©n phèi ®iÖn 1. Bè trÝ MBA TT§CT4 Lµ tr¹m thuû ®iÖn sau ®Ëp bè trÝ MBA phÝa th­îng l­u nhµ m¸y. §Ó gi¶m bít tæn thÊt ®iÖn n¨ng vµ ph¸t sinh sù cè tõ m¸y ph¸t ®Õn MBA vµ tiÕp kiÖm ®­îc kim lo¹i th× kho¶ng c¸ch tõ m¸y ph¸t ®Õn MBA ph¶i ng¾n nhÊt. Nh­ng ph¶i ®¶m b¶o an toµn khi vËn hµnh ë TT§CT4 bè trÝ BMA c¸ch t­ßng nhµ m¸y 1m chiÒu dµi m¸y song song víi chiÒu dµi nhµ m¸y. Cao tr×nh ®Æt MBA = cao tr×nh s©n m¸y ph¸t ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc vËn chuyÓn söa ch÷a MBA. 2. Bè trÝ ph©n phèi ®iÖn C¨n cø vµo tµi liÖu thùc tÕ c«ng tr×nh , t«i chän bè trÝ tr¹m ph©n phan phèi ®iÖn ë hai ®Çu hå cña nhµ m¸y gÇn ®Ëp. §2-3 PhÇn kÕt cÊu trªn nhµ m¸y Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh nhµ m¸y chÞu rÊt nhiÒu ¸p lùc ¸p lùc n­íc phÝa h¹ l­u -> Nhµ m¸y ph¶i cã kÕt cÊu v÷ng ch¾c æn ®Þnh . Do ®©y lµ ®å ¸n thiÕt kÕ s¬ bé nªn ta kh«ng thÓ tÝnh to¸n chi tiÕt mµ chØ chän theo kinh nghiÖm 1. T­êng nhµ m¸y T­êng th­îng l­u x©y ng¹ch dÇy 0,4 m, t­êng h¹ l­u b»ng bª t«ng cèt thÐp dÇy 1m, ®Õn cao tr×nh ZHLmax th× ta x©y ng¹ch dµy 0,4m 2. Cét nhµ m¸y Lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp trÞ däc theo nhµ m¸y ®Æt cïng víi t­êng, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cét b»ngchiÒu dµi ®o¹n tæ m¸y L®=18m. Cét cã nhiÖm vô ®ì dÇm cÇu trôc ngoµi ra con t¨ng thªm ®é v÷ng ch¾c cho t­êng, bè trÝ cét gi÷a ®o¹n tæ m¸y, trªn t¹i cét cã ®Æt dÇm ch÷ T. KÝch th­íc cét: chiÒu cao t¹i ®ì: h=3,2m. §o¹n v¸t : h1=1,2 m; h2=2m 3. DÇm ch÷ T ®ì cÇu trôc B h b DÇm ®­îc ®Æt trong tia ®ì cÇu trôc cã cao tr×nh b»ng cao tr×nh dÇm ®ì cÇu trôc ch¹y däc theo nhµ m¸y lµ dÇm liªn tôc cã kÝch th­íc. ChiÒu réng c¸ch B=0,8m ; chiÒu cao = 0,4 ChiÒu dµy c¸ch =0,2 ; chiÒu dµy th©n =0,4m 4. §­êng ray ®ì cÇu trôc §­êng ray ®Æt cè ®Þnh ch¾c vai dÇm ch÷ T chiÒu cao, chiÒu réng ®Ó cho b¸nh xe ¨n khíp vµ ch¹y trªn ®ã, yªu cÇu mÆt c¾t ®Çu ch÷ T ch¹y däc theo nhµ m¸y. 5. KÝch th­íc cöa ra vµo, cöa sæ §Ó ®i l¹i thuËn tiÖn th«ng tõ phßng nµy sang phßng kh¸c ta bè trÝ c¸c cöa ®i l¹i cho tõng phßng, kÝch th­íc kh¸c nhau, cöa chÝnh vµo gian l¾p r¸p réng 10m, c¸c cöa sang phßng ¾c quy, ®iÖn mét chiÒu … ®ñ ®Ó ®i l¹i trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ®Ó thuËn tiÖn. §Ó tho¸ng m¸t vµ t¨ng ¸nh s¸ng cho nhµ m¸y ta bè trÝ hai hµng cöa sæ, hµng trªn cã kÝch th­íc 2x3m, hµng d­íi cã kÝch th­íc 3x4m 6. KÕt cÊu m¸i nhµ m¸y Do nhµ m¸y cã kÝch th­íc lín ->phØa lµm nhµ khung theo kiÓu giµn gåm c¸c giµn ®Æt lªn cét ë hai bªn t­êng,m¸i nhµ dèc vÒ hai phÝa, gi÷a c¸c giµn liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c thanh gi»ng trªn cïng líp t«n dµy 0,3cm. TiÕp theo líp chèng nãng dµy 20 (cm). Trªn nãc nhµ m¸y cã ®­êng d©y chèng sÐt F 20 ®Æt däc ngang nhµ m¸y vµ c¾m xuèng ®Êt PhÇn V. Thuû c«ng §1.1. NhiÖm vô cña c«ng tr×nh I. NhiÖm vô C«ng tr×nh thuû c«ng lµ mét bé phËn quan träng cña tr¹m thuû ®iÖn cã t¸c dông tËp trung cét n­íc t¹o thµnh hå chøa tÝch n­íc vµo mïa lò vµ cÊp n­íc vµo mïa kiÖt cho tr¹m thuû ®iÖn theo yªu cÇu phô t¶i, ngoµi ra cã nhiÖm vô phßng cho h¹ l­u, t¨ng kh¶ n¨ng nu«i trång thuû s¶n. C«ng tr×nh thuû c«ng cã nhiÖm vô x¶ n­íc thõa khi cã lò vÒ c«ng tr×nh thuû c«ng cã ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®iÕn hiÖu qu¶ ph¸t ®iÖn nh­ vèn ®Çu t­ x©y dùng, v× thÕ khi thiÕt kÕ ph¶i xÐt sao cho tho¶ m·n c¶ vÒ kinh tÕ, kü thuËt. II. CÊp c«ng tr×nh 1. X¸c ®Þnh theo chiÒu cao ®Ëp Víi MNDBT =433(m), s¬ bé lÊy chiÒu cao an toµn lµ ®¸y s«ng cã cao tr×nh 410 (m). Sau khi ®É bãc ®i líp ®Êt phong ho¸. Ta cã: H®=MND- Ñ®+Hat(Hat=1,5m). H®= 433 - 410 +1,5=24,5(m). Theo quy ph¹m C1 –78 b¶ng P1-1 ®å ¸n m«n häc thuû c«ng x¸c ®Þnh ®­îc cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III 2. X¸c ®Þnh theo nhiÖm vô c«ng tr×nh NhiÖm vô chÝnh cña c«ng tr×nh lµ ph¸t ®iÖn, ngoai ra con kÕt hîp phßng lò cho h¹ l­u Víi Nem =13,25.103(km), tra b¶ng P2-1 x¸c ®Þnh ®­îc cÊp c«ng tr×nh lµ cÊp III. Tõ hai ®iÒu kiÖn trªn ta x¸c ®Þnh ®­îc cÊp c«ng tr×nh thuéc c«ng tr×nh cÊp 3. III. Thµnh phÇn c«ng tr×nh thuû c«ng C«ng tr×nh thuû c«ng gåm 2 phÇn chÝnh PhÇnI: C«ng tr×nh ®Çu mèi gåm cã ®Ëp dµng vµ ®Ëp trµn. PhÇn II: C«ng tr×nh n­íc vµ (truyÒn n¨ng l­îng) gåm cã cöa lÊy n­íc, ®­êng èng ¸p lùc, nhµ m¸y vµ kªnh h¹ l­u . §1.2. C«ng tr×nh ®Çu mèi Dùa vµo b¶n ®å tû lÖ 1: víi cao tr×nh MNDBT= 433m, tuyÕn ®Ëp th¼ng vu«ng ngãc víi dßng ch¶y, hai ®Çu ®Æt lªn s­ên nói trong ®ã ®å ¸n nµy t«i ®­îc giao tuyÕn cô thÓ (h×nh vÏ) chiÒu dµi tuyÕn ®Ëp ®­îc x¸c ®Þnh lµ. I. Chän ®Ëp d©ng n­íc Trong c«ng tr×nh ®Çu mèi thi c«ng , c«ng tr×nh thuû c«ng suÊt rÊt quan träng. Nã trùc tiÕp ch¨n dßng ch¶y n©ng cao cét n­íc cña hå n­íc, ®Ëp dµng cã thÓ lµ ®Ëp ®Êt, ®Ëp ®¸ ®æ, ®Ëp bª t«ng trong lùc. do vËy khi x¸c ®Þnh lo¹i ®Ëp ta ph¶i dùa vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, thuû v¨n cña tuyÕn vµ c¸c ®Æc tr­ng kh¸c nh­ ®iÒu kiÖn ký hËu, ®©n sinh kinh tÕ vµ so s¸nh loÞa ®Ëp víi nhau ®Ó chän lo¹i ®Ëp thÝch hîp , 1. §Ëp ®Êt vµ ®Ëp ®¸ ®æ *¦u ®iÓm TËn dông ®­îc vËt liÖu ®Þa ph­¬ng tai chç, cã thÓ tËn dông ngay c¶ vËt liÖu ®µo hè mãng c«ng tr×nh bª t«ng tiÕp kiÖm ®­îc vËt liÖu quý hiÕm, nh­ s¾t thÐp, xi m¨ng yªu cÇu vÒ ®Þa chÊt nÒn thÊp, kh«ng ®ßi hái ph¶i chi phÝ lín. * Nh­îc ®iÓm Thêi gian thi c«ng dµi, kh¶ n¨ng x¶ lò bÞ h¹n chÕ, lóc nµy c«ng tr×nh x¶ lò ph¶i lµm xa ®Ëp dÉn ®Õn tèn kÐm, t¨ng chi phÝ x©y dùng. Khi x©y dùng gÆp lò kh«ng cho n­íc trµn qua mµ ph¶i dÉn dßng qua ®­êng hÇm hoÆc c«ng tr×nh kh¸c, gia cè m¸i phøc t¹p, mÆt c¾t ngang ®Ëp réng khi ®Ëp qua. V× vËy lo¹i ®Ëp nµy chØ thÝch hîp khi chiÒu cao ®Ëp thÊp. 2. §Ëp bª t«ng träng lùc * ¦u ®iÓm: Cho n­íc trµn qua ®­îc, cã thÓ nèi liÒn víi c«ng tr×nh x¶ lò. Víi c«ng nghÖ tiªn tiÕn vµ hiÖn ®¹i nh­ hiÖn nay th× thêi gian thi c«ng ng¾n, sím ®­a c«ng tr×nh vµo ho¹t ®éng ®Ëp x©y dùng víi mäi ®iÒu kiÖn thêi gian. §iÒu kiÖn dÉn dßng thi c«ng dÔ dµng vµ an toµn, mÆt c¾t ngang ®Ëp nhá, l­u l­îng thÊm nhá. Cöa vµo so víi ®Ëp ®Êt, ®Ëp ®¸ ®æ th× ng¾n n¨ng l­îng ®­êng èng cña bª t«ng ng¾n h¬n, ®­êng èng bè trÝ trong trµn ®Ëp t¨ng ®é an toµn, cöa lÊy n­íc bè trÝ gÇn ®Ëp h¬n, do ®ã thuËn tiÖn cho viÖc qu¶n lý. * Nh­îc ®iÓm: Khèi l­îng bª t«ng lín, cã øng suÊt xuÊt hiÖn trong th©n ®Ëp vµ cã thÓ sinh ra khe l¹nh trong khi thi c«ng. VËy th«ng qua ph©n tÝch s¬ bé trªn vµ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt chuyÓn biÕn kh¸ tèt, c«ng tr×nh ®­îc x©y dùng gÇn ®­êng giao th«ng. §Ëp chÝnh x©y gÇn b·i vËt liÖu, nªn t«i chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ ®Ëp dßng cho ®å ¸n lµ ®Ëp bª t«ng träng lùc. II. Bè trÝ c«ng tr×nh ®Çu mèi C¸c c«ng tr×nh tËp trung ë khu vùc ng¨n dßng ch¶y v× lÊy n­íc ë s«ng gäi lµ c«ng tr×nh ®Çu mèi, tuú theo chiÒu cao ®Ëp, tuú theo h×nh thøc bè trÝ, ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt mµ bè trÝ cho hîp lý. Khi bè trÝ ph¶i chó ý ®Õn kÝch th­íc tiÕt diÖn x¶ n­íc cña c«ng tr×nh, gi¶m nhÑ nèi tiÕp dßng ch¶y ra khái tæ m¸y thuËn dßng, Ýt ph¶i ®µo ®¾p, h­íng cöa lÊy n­íc vµ thÝch hîp kh«ng g©y xãi lë ®Ëp. Dùa vµo c¸c ®iÒu kiÖn trªn t«i bè trÝ ®ang thiÕt kÕ nh­ sau: - §Ëp trµn: Bè trÝ t¸ch riªng NMT§ ë phÇn lßng s«ng phÝa bê tr¸i (nh×n tõ th­îng l­u) nèi tiÕp dßng ch¶y h¹ l­u thuËn lîi. Nã bao gåm cã cöa x¶ ®¸y vµ cöa x¶ mÆt. + TuyÕn n¨ng l­îng: Gåm cã cöa lÊy n­íc, c¸c ®­êng èng ¸p lùc nhµ m¸y thuû ®iÖn ë phÝa bê ph¶i (nh×n tõ th­îng l­u). + Nhµ m¸y Thuû ®iÖn: Bè trÝ sau ®Ëp, song song víi ®Ëp, ë phÇn lßng s«ng phÝa bê ph¶i, kªnh x¶ sau nhµ m¸y nèi liÒn víi lßng s«ng. + §Ëp dßng: Hai bªn bê phÇn nèi tiÕp víi c«ng tr×nh x¶ lò tuyÕn n¨ng l­îng bê vµ ®ap¹ dßng. iii. C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ Tõ cÊp c«ng tr×nh ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c chØ tiªu thiÕt kÕ. - TÇn suÊt l­u l­îng, mùc n­íc lín nhÊt ®Ó tÝnh æn ®Þnh kÕt cÊu c«ng tr×nh P = 1%. - HÖ sè lµm viÖc m = 1 - HÖ sè tin cËy KN = 1,15 - TÇn suÊt giã lín nhÊt P = 1%. Vmax = 30m/s. - TÇn suÊt giã trung b×nh lín nhÊt. - §µ sãng D = 11 km - HÖ sè v­ît t¶i n = 1,05 - - HÖ sè tæ hîp t¶i träng nc = 1,2. ß1.3. C«ng tr×nh x¶ lò I. Môc ®Ých cña c«ng tr×nh x¶ lò C«ng tr×nh x¶ lò lµ mét bé phËn cña c«ng tr×nh ®Çu mèi cã nhiÖm vô ®iÒu tiÕt vµ ph©n phèi dßng ch¶y, nh»m gi¶m bít møc ®é nguy hiÓm cña lò cho c«ng tr×nh vµ h¹ l­u, ®«i khi dïng ®Ó th¸o c¹n mét phÇn hå chøa khi söa ch÷a. ViÖc bè trÝ c«ng tr×nh th¸o lò ph¶i dùa vµo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, ®Þa h×nh, l­u l­îng th¸o lò, l­u tèc cho phÐp kh«ng xãi lë ë ch©n ®Ëp vµ c¸c c«ng tr×nh kh¸c, ®ång thêi b¶o ®¶m khèi l­îng ®µo ®¾p Ýt nhÊt. II. TÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò 1. NhiÖm vô TÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò víi môc ®Ých phßng lò, gi¶m bít l­u l­îng x¶ qua c«ng tr×nh x¶ lò, ®ång thêi ph¶i xÐt ®Õn khnangËp lôt cña hå chøa vµ t×m ra ph­¬ng ph¸p phßng lò thÝch hîp. Néi dung: - LËp qu¸ tr×nh lò thiÕt kÕ. - TÝnh to¸n ®iÒu tiÕt x¸c ®Þnh dung tÝch phßng lò. - X¸c ®Þnh kÝch th­íc c«ng tr×nh x¶ lò, ®iÒu tiÕt lò hîp lý. 2. Tµi liÖu tÝnh to¸n. MNDBT = 433 m Nlm = 13,25 MW TÇn suÊt thiÕt kÕ P = 1%. L­u l­îng lín nhÊt ®Ønh lò: Thêi gian trËn lò lµ: Wt Tæng l­îng lò thiÕt kÕ: WL Qmax: L­u l­îng ®Ønh lò thiÕt kÕ. 3. TÝnh to¸n thuû lùc ®Ëp trµn. TÝnh to¸n thuû lùc ®Ëp trµn ®Ó t×m ra l­u l­¬ng xãi trµn, kÝch th­íc c«ng tr×nh x¶ trµn, cao tr×nh ng­ìng trµn, cét n­íc trµn ®Ó lµm thiÕt kÕ cho ®Ëp d©ng vµ ®Ëp trµn. ViÖc x¸c ®Þnh Qtx nhá th× viÖc x¶ lò chËm, dung tÝch siªu cao lín, dÉn ®Õn ngËp lôt lín. NÕu Qt1 lín th­îng l­u ngËp lôt lín, lò ®­îc x¶ nhanh nªn h¹ l­u ngËp lôt lín. - §Ó x¸c ®Þnh cao tr×nh mùc n­íc lò, ta sÏ gi¶ thiÕt nhiÒu mùc n­íc kh¸c nhau, øng víi mçi gi¶ thiÕt ®ã ta cã c¸c gi¸ trÞ Qt, Bt1, Ht1. §Ó tiÖn tÝnh to¸n ta lËp b¶ng sau: Cét 1: Cao tr×nh mùc n­íc lò gi¶ thiÕt. Cét 2: Cét n­íc trµn: Ht1 = Cét 1 – MNDBT. Cét 3: Dung tÝch lò øng víi cao tr×nh mùc n­íc lò gi¶ thiÕt VMNL = f(Z). Cét 4: Dung tÝch phßng lò VPL = VMNL - rMNDBT. Cét 5: L­u l­îng x¶ lò lín nhÊt tÝnh theo CT. qmax = Qmax. Cét 6: C2 lò lín nhÊt qua nhµ m¸y ®Ó ®¹t c«ng suÊt l¾p m¸y. Q0 = Q ; KN = 8,4 a: HÖ sè lîi dông ®Õn c¸c tæ m¸ycïng lµm viÖc ®ång thêi. cã 2 tæ m¸y gi¶ sö 1tæ m¸y háng Þa= 0,9 Ta cã Cét7: l­u l­îng x¶ qua trµn : Qtr= qmax- a.Qo. Cét 8: chiÒu réng trµn x¶ lò tÝnh theo c«ng thøc ®Ëp trµn thùc d¹ng kh«ng cöa van. Qtr=xm x Trong ®ã: sn = 1 : hÖ sè ngËp (®Ëp trµn tù do). m = mtc : cét n­íc trªn ®Ønh trµn (bá qua l­u tèc tíi gÇn). e = 1 – 0,2. . H0 : HÖ sè co hÑp. S¬ bé t«i chän n = 1 (ch­a bè trÝ trô) + Chän chiÒu réng khoang trµn b = Btr + Chän mè bªn h×nh b¸n nguyÖt, mè trô 2 ®Çu trßn theo sè tay thuû lùc ta cã emb = 0,7 ; emt = 0,45. Thay sè cã. MNL (m) Htl (m) VMNL (106.m3) VPL (m3/s) Qmax (m3/s) a. Q0 (m3/s) Qtr (m3/s) Btr (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 433 0 350,64 0 4480 94,38 4385,62 ¹ 434 1 387,22 27,58 4153,32 94,38 4058,93 1870,6 435 2 405,8 55,16 2760,17 94,38 3776,65 615,8 436 3 569,12 218,48 2469,92 94,38 2665,79 236,8 437 4 636 285,36 2401,94 94,38 2357,53 137,4 438 5 645 294,36 2435,45 94,38 2341,07 97,2 439 6 654 306,36 2401,94 94,38 2307,55 73,2 440 7 663 312,36 2369,33 94,38 2274,95 57,6 441 8 672 321,36 2337,6 94,38 2243,22 46,8 442 9 681 330,36 2030,671 94,38 2212,32 39 Tõ b¶ng trªn ta thÊy: Khi HTl cao th× BTl nhá do ®Ëp sÏ cao lªn -> ngËp th­îng l­u lín. Khi HTl thÊp th× BTl lín g©y khã kh¨n cho bè trÝ c«ng tr×nh ®Çu mèi. Tõ nhËn xÐt trªn ta thÊy HTl = 8 m t­¬ng øng QTl = 2243,22m3/s * TÝnh to¸n kÝch th­íc trµn x¶ mÆt Theo tÝnh to¸n trªn, møc n­íc lò ë cao tr×nh 441 m, t«i chän BTl = 46.8 (m) bè trÝ 3 khoang, mçi khoang réng 15,6 (m) trªn trµn bè trÝ 2 trô pin mçi trô dµy 1 (m) mè trßn, 2 mè trô bªn . §Ó ®iÒu tiÕt l­u l­îng trµn x¶ mÆt ta bè trÝ van ®ãng më ®Ó cã thÕ lµ van ph¼ng hoÆc van cong, trªn c¸c trô bin bè trÝ cÇu c«ng t¸c ®Ó kiÓm tra söa ch÷a còng nh­ ®Æt c¸c thiÕt bÞ vËn hµnh ®ãng më cöa van. + TÝnh l­u l­îng trµn mÆt (Qxm). BTl = 46.8 (m) , HTl = 8 (m) ; m = 0,49 e = 1 – 0,2 8 -> e = 0,915. Qxm = e. m. sn. BTl H0 3/2 Trong ®ã: m : HÖ sè l2 cña ®Ëp trµn, m = 0,49. sn : HÖ sè ch¶y ngËp do ch¶y tù do : sn = 1 BTl : Tæng chiÒu dµi th«ng thuû (BTr = 46,8 m). e : HÖ sè co hÑp. -> Qxm = 0,915 0,49 146,8 8 3/2 -> Qxm = 4126,64 (m3/s) -> kh«ng cÇn x¶ ®¸y §1.4. ThiÕt kÕ ®Ëp d©ng n­íc §Ëp d©ng n­íc lµ ®Ëp bª t«ng träng lùc, khi thiÕt kÕ ®Ëp ph¶i ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn sau: - §Ëp ph¶i lu«n lµm viÖc an toµn vµ æn ®Þnh trong mäi tr­êng hîp. - §Ëp ph¶i cã mÆt c¾t nhá nhÊt vµ khèi l­îng ®µo ®¾p Ýt nhÊt. I. MÆt c¾t c¬ b¶n Do ®Æc ®iÓm chÞu lùc, mÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp bª t«ng träng lùc cã d¹ng tam gi¸c. - Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp (Ñ®) b»ng cao tr×nh MNDGC = 441 (m) - ChiÒu cao mÆt c¾t ®Ëp : H® = MNDGC - Ñ®¸y Ñ®¸y = 410 (m). Thay sè -> chiÒu cao ®Ëp lµ: H® = 441 – 410 = 31 (m) ÑMNDGC Ñ®¸y n.B (1-n) B. H® 1. X¸c ®Þnh chiÒu réng ®¸y ®Ëp ChiÒu réng ®¸y ®Ëp (B®) ®­îc x¸c ®Þnh theo 2 ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vµ øng suÊt. a) X¸c ®Þnh (B®) theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh tr­ît Trong ®ã: f: HÖ sè ma s¸t gi÷a ®Ëp vµ nªn, lÊy f = 0,7 : dung l­îng cña bª t«ng = 2,4 T/m3. m: HÖ sè m¸i dèc th­îng l­u n = 0. : HÖ sè cßn l¹i sau m¸ng chèng thÊm, xö lý chèng thÊm, v× c«ng tr×nh quan träng nªn ph¶i xö lý chèng thÊm cho h¹ l­u b»ng phôt v÷a t¹o mµng chèng thÊm = (0,4 ¸ 0,6). LÊy = 0,5. Kc: HÖ sè an toµn æn ®Þnh cho phÐp : m: HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc m =1 nc: HÖ sè tæ hîp t¶i träng nc = 1 Kn: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc Kn = 1,15. -> Thay sè vµo ta cã: B® = b) X¸c ®Þnh (B®) theo ®iÒu kiÖn øng suÊt Trong ®ã: H®: ChiÒu cao ®Ëp. c) Chän trÞ sè B: §Ó ®¶m b¶o tho¶ m·n ®ång thêi c¶ hai ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vµ øng suÊt t«i chän B® = 26 m. II. MÆt c¾t thùc tÕ cña ®Ëp kh«ng trµn ë trªn ta chØ míi x¸c ®Þnh mÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp bª t«ng träng lùc d­íi t¸c dông cña c¸c lùc chñ yÕu nh­: ¸p lùc bïn c¸t, ¸p lùc sãng, lùc qu¸n tÝnh… Tõ mÆt c¾t c¬ b¶n cña ®Ëp ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh mÆt c¾t thùc dông cña ®Ëp kh«ng trµn. 1. Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp () Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp ®­îc x¸c ®Þnh theo 2 ®iÒu kiÖn Trong ®ã: : ®é dÒnh do giã øng víi vËn tèc giã lín nhÊt vµ trung b×nh lín nhÊt. hsl, hs'l: ChiÒu cao sãng leo (cã møc b¶o ®¶m 1%) øng víi giã tÝnh to¸n lín nhÊt vµ giã b×nh qu©n lín nhÊt. a, a’: §é v­ît cao an toµn; a = a’ = 0,5 cm. a) X¸c ®Þnh øng víi vËn tèc giã lín nhÊt v = 30 m/s + X¸c ®Þnh theo c«ng thøc: = Trong ®ã : V : VËn tèc giã tÝnh to¸n lín nhÊt V = 30 (m3/s) D : §µ sãng øng víi MNDBT ; D = 11 km = 11.000 (m) H : Cét n­íc tr­íc ®Ëp øng víi MNDBT H = MNDBT - Ñ® (Ñ® : cao tr×nh ®¸y ®Ëp) a : Gãc kÑp gi÷a trôc lßng hå vµ h­íng giã tÝnh cho tr­êng hîp bÊt lîi nhÊt: ab = 600 Thay sè. Ñh = = 0,044 + TÝnh chiÒu cao sãng leo (hsl) Theo quy ph¹m QPTLC1 – 79, chiÒu cao sãng leo cã møc b¶o ®¶m 1% x¸c ®Þnh nh­ sau: hsl1% = Khs. hsl1% hsl1%: ChiÒu cao sãng øng víi møc b¶o ®¶m 1% Khs : Lµ hÖ sè Theo QPTLC1 – 78 ; hsl1% ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: - Gi¶ thiÕt r»ng tr­êng hîp ®ang xÐt lµ sãng n­íc s©u H > 0,5 - TÝnh c¸c ®¹i l­îng thø nguyªn = 7063,2 ; = 119,9 Trong ®ã: t. Thêi gian giã thæi liªn tôc t = (6h) Víi sãng n­íc s©u H > 0,5 ttb tra trªn h×nh (2 - 1). §å ¸n thuû c«ng trªn ®­êng bao phÝa trªn ®­îc 2 gi¸ trÞ vµ lÊy gi¸ trÞ nhá ta ®­îc. = 0,02 = 1,7 -> = 1,835 (m) -> ttb = = 5,2 (m) KiÓm tra l¹i gi¶ thiÕt: ttb = = 42,24 (m) -> H = 23 m > 42,24. 0,5 = 21,12 . VËy gi¶ thiÕt lµ ®óng -> hsl1% = K1%. . Trong ®ã: K1% : Tra ®å thÞ P (-2-2) víi = 119,9 ta ®­îc: K1% = 2,15. -> hsl1% = 2,15. 1,835 = 3,945 (m). T×m Khs C¨n cø vµo Tra ®å thÞ P2-4 -> Khs = 1,23 = 0,093 = 1,84 -> hsl = Khs. hsl1% = 1,23. 3,945 = 4,85 (m) b) X¸c ®Þnh Dh’ vµ øng víi vËn tèc giã trung b×nh lín nhÊt v = 5 (m/s) X¸c ®Þnh Dh’ = Trong ®ã: Vtb : VËn tèc giã tÝnh to¸n TB lín nhÊt Vtb = 5 (m/s) Dtb : §µ sãng øng víi MNGC : D = 11 km = 11000 m H : Cét n­íc tr­íc ®Ëp: (H = 31 m) ab : Gãc kÑp gi÷a trôc lßng hå vµ h­íng giã bÊt lîi nhÊt: ab = 60 = 0,0012 (m) -> TÝnh chiÒu cao sãng leo. () = . Trong ®ã: : ChiÒu cao sãng leo øng víi møc b¶o ®¶m 1% : Lµ hÖ sè Theo QPTL C1 = 78 th× x¸c ®Þnh nh­ sau: Gi¶ thiÕt sãng n­íc s©u H1 > 0,5. ttb TÝnh c¸c ®¹i l­îng kh«ng thø nguyªn 42379,2 ; = 4316,4 Sãng n­íc s©u H > 0,5 ttb tra ®å thÞ h×nh P (2 - 1): øng víi ®­êng bao phÝa trªn ta ®­îc 2 gi¸ trÞ vµ lÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt. = 0,88 ; = 0,4 -> = 0,2 (m) ; = 2,04 (m). KiÓm tra l¹i gi¶ thiÕt. = = 6,497 (m). H1 = 23 > 0,5. 6,497 = 3,25 (m) . VËy gi¶ thiÕt trªn lµ tho¶ m·n * TÝnh = K. K tra trªn h×nh P2-2. øng víi = 4316,4 Ta ®­îc: K = 2,3. -> = K. = 2,3. 0,2 = 0,46 (m) T×m K C¨n cø vµo Tra ®å thÞ P2-4 -> Khs = 1,18 = 0,071 = 0,282 -> = K. = 1,18. 0,46 = 0,5428 (m) c. X¸c ®Þnh cao tr×nh ®Ønh ®Ëp Thay sè liÖu vµ c¸c c«ng thøc. (MNDGC = MNDBT + HTr) Ñ®1 = 433 + 0,044 + 4,85 + 0,5 = 438,394 (m) Ñ®2 = 441 + 0,0012 + 0,5428 + 0,5 = 442,03 (m) §Ó ®¶m b¶o an toµn t«i chän cao tr×nh ®Ønh ®Ëp lµ 443 (m) (Ñ®’ = 443 m ) 2. X¸c ®Þnh chiÒu réng ®Ønh ®Ëp §Ønh ®Ëp phô thuéc vµo yªu cÇu bè trÝ cÇu c«ng t¸c, ®­êng giao th«ng, cÇu trôc, l­íi ch¾n r¸c. Trong ®å ¸n nµy t«i chän chiÒu réng ®Ønh ®Ëp b = 6 (m), mÆt ®Ëp dèc vÒ 2 phÝa. 3. C¸c hÖ thèng hµnh lang trong th©n ®Ëp. C¸c hµnh lang trong th©n ®Ëp cã t¸c dông tËp trung n­íc thÊm trong th©n ®Ëp vµ nÒn, ®ång thêi kÕt hîp ®Ó kiÓm tra söa ch÷a nÒn. Hµnh lang ë gÇn nÒn ®Ó sö dông phôt v÷a chèng thÊm. KÝch th­íc hµnh lang chän theo yªu cÇu sö dông. Hµnh lang phôt v÷a chän theo yªu cÇu thi c«ng. S¬ bé ta chän kÝch th­íc hµnh lang 4 x 6 (m). Bè trÝ c¸c hµng lang theo chiÒu cao ®Ëp. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c hµnh lang lµ 18 (m). Kho¶ng c¸ch tõ mÐp hµnh lang ®Õn th­îng l­u chän theo ®iÒu kiÖn chèng thÊm: C = . Trong ®ã: H : Cét n­íc tÝnh ®Õn ®¸y c¸c hµnh lang. J : HÖ sè thÊm cho phÐp cña s ; J = 10 ¸ 15 chän J = 12. Ta cã vjc tõ th­îng l­u ®Õn mÐp hµnh lang nh­ sau: Hµnh lang 1 2 C (m) 0,33 1,9 ß 1 .5.ThiÕt kÕ ®Ëp trµn I. MÆt c¾t ®Ëp trµn Chän mÆt c¾t ®Ëp trµn lµ lo¹i mÆt c¾t thùc dông d¹ng ¤phi xªrèp lo¹i kh«ng ch©n kh«ng, lo¹i nµy lµm viÖc t­¬ng ®èi æn ®Þnh, hÖ sè l­u l­îng lín. 1. X¸c ®Þnh kÝch th­íc mÆt c¾t Chän cao tr×nh ng­ìng trµn b»ng cao tr×nh MNDBT ng­ìng trµn = MNDBT = 433 m Chän hÖ trôc to¹ ®é xoay ngang víi cao tr×nh ng­ìng trµn + OX h­íng vÒ h¹ l­u. + OY h­íng xuèng d­íi. + Gèc O ë mÐp th­îng l­u ®Ëp vµ n»m ngang víi cao tr×nh ng­ìng trµn. VÏ ®­êng cong theo to¹ ®é ¤ phixerèp trong hÖ trôc ®· cho víi H= 8m. Tra b¶ng (14 - 2) b¶ng tra thuû lùc ta cã b¶ng Kq: (®­êng cong aBd). TÞnh tiÕn ®­êng cong aBd theo ph­¬ng ngang vÒ h¹ l­u cho tiÕp xóc víi biªn h¹ l­u cña mÆt c¾t c¬ b¶n t¹i ®iÓm D. MÆt c¾t h¹ l­u nèi tiÕp víi s©n sau b»ng mÆt c¾t cong cã b¸n kÝnh R = (0,2 ) (P + HTR).\ P: ChiÒu cao ®Ëp (P = 31 m) -> R = (7,8 ¸ 19.5 ) chän R = 10 m : Cét n­íc trµn (= 8 m) R=10m 450 X Y STT X (m) Y (m) 0 0,126 0 1,008 0,1 0,036 0,8 0,288 0,2 0,007 1,6 0,056 0,3 0 2,4 0 0,4 0,07 3,2 0,056 0,6 0,06 4,8 0,48 0,8 0,147 6,4 1,176 1,0 0,256 8 2,048 1,2 0,393 9,6 3,144 1,4 0,565 11,2 4,52 1,7 0,873 13,6 6,984 2,0 1,235 16 9,88 2,5 1,96 20 15,68 3,0 2,824 24 22,544 3,5 2,818 28 22, 544 4,0 4,93 32 39,44 II. TÝnh to¸n tiªu n¨ng sau ®Ëp trµn Dßng ch¶y sau khi qua ®Ëp trªn cuèng h¹ l­u cã n¨ng l­îng rÊt lín. N¨ng l­îng nµy tiªu hao b»ng nhiÒu d¹ng kh¸c nhau, mét phÇn n¨ng l­îng nµy ph¸ ho¹i lßng s«ng 2 bªn bê g©y xãi lë, mét phÇn bÞ tiªu hao do ma s¸t néi bé dßng ch¶y, phÇn kh¸c do ma s¸t gi÷a dßng vµ kh«ng khÝ. Søc c¶n néi bé dßng ch¶y lín th× tiªu hao n¨ng l­îng xãi lë cµng nhá. V× vËy ph¶i dïng biÖn ph¸p tiªu n¨ng ®Ó h¹n chÕ ®Õn møc tèi ®a sù ph¸ ho¹i cña dßng n­íc. Cã nhiÒu biÖn ph¸p tiªu n¨ng nh­: tiªu n¨ng ®¸y, tiªu n¨ng ch¶y mÆt, tiªu n¨ng phãng x¹. H×nh thøc tiªng n¨ng nµy lµ lîi dông mòi phun ë ch©n ®Ëp h¹ l­u, ®Ó dßng ch¶y cã l­u tèc lín nhanh xa ra khái ch©n ®Ëp khuyÕch t¸n vµo kh«ng khÝ sau ®ã ®æ xuèng lßng s«ng, víi h×nh thøc nµy n¨ng l­îng sÏ bÞ tiªu hao mét phÇn ë trong kh«ng khÝ vµ mét phÇn ë lßng s«ng vµ t¹o ra hè xãi ë mét ph¹m vi nµo ®ã. 1. ThiÕt kÕ mòi phun - Chän gãc nghiªng mòi phun q® = 300. - Cao h¬n cao tr×nh MNHL max 1 kho¶ng 1,4 m. MNHL max t­¬ng øng qmau Htr Qtrµn ChiÒu dµi mòi phun theo kinh nghiÖm lÊy L’= 2m. Cao tr×nh mòi phun cao h¬n cao tr×nh cuèi dèc. h = L’. trong §® = 2.tg30 = 1,2 m. Cao tr×nh mòi phun. mp® = 420,08 + 1,2 + 1,4 = 422,68 m *Víi l­u l­îng x¶ mÆt - Gãc nghiªng mòi phun qm = 150 < q® nh­ vËy hai dßng phun sÏ va vµo nhau, lµm tr­ît tiªu mét phÇn n¨ng l­îng. - Cao tr×nh mòi phun cao h¬n cao tr×nh trµn mòi phun ®¸y mét kho¶ng 1m. - Cao tr×nh mòi phun: mpm = mp® + 1 + h = 422,68 + 1 + 4 = 427,68 m h: ChiÒu cao t¹i cöa lç x¶ ®¸y: h = 4 m 2. ChiÒu dµi phun xa Do hai dßng phun ®¸y vµ m¹t vµ vµo nhau lµm tr­ît tiªu lÉn nhau, n¨ng l­îng tiªu hao nh­ vËy tr­êng hîp nguy hiÓm x¶y ra khi cµ chØ khi chØ cã x¶ mÆt hoÆc x¶ ®¸y, øng víi mùc n­íc th­îng l­u lµ MNDBT hoÆc chØ cã x¶ mÆt øng víi MNTL vµ MNDGC = 441 m. *Tr­êng hîp x¶ mÆt T­¬ng tù chiÒu dµi mòi phun tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm. Trong ®ã: j: HÖ sè l­u tèc ( j= 0,9) S1: ChiÒu cao tÝnh tõ mÆt n­íc th­îng l­u ®Õn cao tr×nh mòi phun S1 = MNDGC - = 441 – 427.68 =13,32 m S: ChiÒu cao tõ mùc n­íc th­îng l­u ®Õn cao tr×nh ®¸y s«ng S = MNDGC - = 441- 410 =31 m S2: ChiÒu cao tõ cao tr×nh mòi phun ®Õn ®¸y: S2 = - = 422,68 – 410 = 12,68 m q= 150 h: cét n­íc trªn mòi phun lÊy b»ng ®é s©u cuèi dèc t¹i vÞ trÝ co hÑp h = Trong ®ã q = : l­u l­îng ®¬n vÞ cuèi dèc n­íc q = 280,4 ( m3/s) h =6 m Thay sè cã: L = 37 m -> ChiÒu s©u hè xãi: Trong ®ã: A: HÖ sè chøa hÝ phô thuéc vµo tèc ®é dßng ch¶y vµ ®é s©u ë mòi phun (tra b¶ng 22 – 26: Sæ tay kü thuËt thuû lîi tËp II). Ta cã: A = 0,5. K: HÖ sè xãi lë phô thuéc vµo ®Þa chÊt nÒn tra b¶ng 2 – 26 ta cã K = 1,4. So: ChiÒu s©u tõ mùc n­íc th­îng l­u ®Õn mùc n­íc h¹ l­u max: So = MNDGC – Zhlmax = 441 –420,08 = 20.92 m Thay sè cã: dx = 25,68 m ChiÒu cao t­êng ta lÊy h= 6 m Chän m¸i h¹ l­u hè 1 : 3. Chän m¸i th­îng l­u hè xãi 1 : 1,5. ß 1. 6. C«ng tr×nh lÊy n­íc I. Kh¸i niÖm chung Cöa lÊy n­íc lµ c«ng tr×nh ®Çu tiªn dÉn n­íc vµo tr¹m thuû ®iÖn, cung cÊp n­íc cho tr¹m thuû ®iÖn tõ hå chøa. Mùc n­íc hå chøa cña tr¹m thuû ®iÖn CT4 cã sù dao ®éng t­¬ng ®èi lín, nªn ta chän h×nh thøc cöa lÊy n­íc cho tr¹m thuû ®iÖn. CT4 lµ cöa lÊy n­íc cã ¸p. II. Yªu cÇu ®èi víi cöa lÊy n­íc 1. Cung cÊp n­íc vµo nhµ m¸y ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt, ®¶m b¶o ®ñ nhu cÇu n­íc cho nhµ m¸y thuû ®iÖn theo yªu cÇu phô t¶i. 2. Ngõng cung cÊp n­íc tõ hå chøa cho tr¹m thuû ®iÖn qua ®­êng dÉn khi tr¹m thuû ®iÖn cã sù cè cÇn c¾t t¶i hoµn toµn ®Ó söa ch÷a ®­êng èng. 3. §¶m b¶o an toµn cho c¸c c«ng tr×nh phÝa sau. 4. Ng¨n chÆn ®­îc bïn c¸t, r¸c bÈn tr«i vµo nhµ m¸y. 5. æn ®Þnh bÒn v÷ng trong mäi tr­êng hîp, vËn hµnh ®¬n gi¶n cã kh¶ n¨ng c¬ giíi ho¸ cao. 6. Gi¸ thµnh rÎ, ®¶m b¶o kinh tÕ. III. C¬ cÊu cöa lÊy n­íc Cöa lÊy n­íc bao gåm c¸c bé phËn sau: 1. L­íi ch¾n r¸c Cã nhiÖm vô ng¨n chÆn vËt tr«i næi, r¸c bÈn tr«i theo ®­êng dÉn vµo nhµ m¸y thuû ®iÖn. L­íi ch¾n r¸c ®­îc bè trÝ tr­íc van ch÷a vµ van sù cè. 2. Thanh vít vËt næi Dïng ®Ó vít c¸c vËt næi tr­íc cöa lÊy n­íc. 3. Van söa ch÷a Cöa van cã t¸c dông ng¨n mét phÇn hoÆc toµn bé dßng ch¶y vµo CLN ®Ó phôc vô cho c¸c môc ®Ých söa ch÷a, vËn hµnh vµ khi cã sù cè. Van söa ch÷a cã t¸c dông ng¨n dßng n­íc ®Ó söa ch÷a c¸c bé phËn cña CLN. V× vËy van söa ch÷a th­êng ®Æt tr­íc van c«ng t¸c – sù cè. 4. Van c«ng t¸c – sù cè Van c«ng t¸c – sù cè do t¸c dông ®iÒu tiÕt l­u l­îng cña tr¹m thuû ®iÖn trong tr­êng hîp vËn hµnh b×nh th­êng (van c«ng t¸c) vµ ngay lËp tøc ng¾t toµn bé l­u l­îng vµo nhµ m¸y thuû ®iÖn trong tr­êng hîp sù cè (van sù cè). Nh­ vËy van c«ng t¸c – sù cè ®­îc ®Æt ngay ë phÝa sau van söa ch÷a vµ ngay tr­íc s¸t miÖng èng. 5. èng th«ng h¬i : èng th«ng h¬i ®Æt phÝa sau van c«ng t¸c – sù cè trªn ®­êng èng ¸p lùc, cã t¸c dông ph¸ chµn kh«ng khi ®ãng cöa van sù cè. Mçi ®­êng èng bè trÝ 1 èng th«ng h¬i, cã thÓ kÕt hîp èng th«ng h¬i lµm ®­êng lªn xuèng söa ch÷a. KÝch th­íc cña èng th«ng h¬i. èng th«ng h¬i cã tiÕt diÖn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Fa = Trong ®ã: Va: vËn tèc kh«ng khÝ trong èng th«ng h¬i. Va = 30 ¸ 50 (m/s). S¬ bé chän Va = 40 m/s Qa: l­u l­îng khÝ trong èng th«ng h¬i. S¬ bé lÊy Qa b»ng l­u l­îng lín nhÊt ch¶y qua Turbin Qa = = 72,67 (m3/s) Thay sè cã Fa = = 1,82 (m2) Chän tiÕt diÖn èng lµ tiÕt diÖn trßn. Khi ®ã b¸n kÝnh cña èng lµ. la = = 0,76 (m) §Ó an toµn vµ kÕt hîp lµm ®­êng xuèng kiÓm tra ®­êng èng ¸p lùc t«i chän da = 2,5 (m) vµ Fa = 2m2 6. èng c©n b»ng ¸p lùc Lµ èng nèi tõ phÝa tr­íc van c«ng t¸c ®Õn phÝa sau van c«ng t¸c c©n b»ng ¸p lùc phÝa tr­íc vµ phÝa sau van c«ng t¸c khi ®ãng më. 7. HÖ thèng ®ãng më vµ vêi r¸c Dïng cÇu trôc, têi ®Ó ®ãng më cöa van vµ vít r¸c. §èi víi cöa van yªu cÇu ®ãng nhanh, ph¶i cã hÖ thèng ®ãng më riªng biÖt cho mçi cöa van. IV. X¸c ®Þnh kÝch th­íc c¬ b¶n cña cöa lÊy n­íc 1. TiÕt diÖn cöa n­íc vµo TiÕt diÖn cöa n­íc vµo ®­îc tÝnh theo c«ng thøc. F = Trong ®ã : F: TiÕt diÖn cña n­íc cµ cÇn tÝnh VV l­u tèc cho phÐp ë cöa n­íc vµo ViÖc x¸c ®Þnh chinh x¸c VV kh¸ phøc t¹p. Trong tÝnh to¸n s¬ bé chän lµ VV= (1¸1,2)(m/s). Chän VV=1,2(m/s). Q: L­u l­îng lín nhÊt ch¶y qua Turbin khi turbin lµm viÖc víi c«ng suÊt l¾p m¸y vµ cét n­íc nhá nhÊt . Q=72,67(m3/s). Thay sè ta cã : F= LÊy F= 63(m2) kÝch th­íc chän : caoxréng=(9x7)m 2. H×nh d¹ng cña n­íc vµo Theo kinh nghiÖm ®Ó ®¶m b¶o tæn thÊt thuû lùc qua cöa lÊy n­íc lµ nhá nhÊt th× ®­êng viÒn cña trÇn vµ ngh­ìng cöa, cöa lÊy n­íc ph¶i cã d¹ng clÝp tho¶ m·n ph­¬ng tr×nh sau: Trong ®ã HÖ sè co hÑo trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng abx: B¸n kÝnh trôc líncña clÝp. (1-): B¸n kÝnh trôc nhá clÝp MNDBT Ñ® Ñcc tc” tc’ a’Bx a”Bx tn (1-e’)a’bx e’a’bx e”a”bx (1-e”)a”bx p Nh×n vµo h×nh vÏ ta thÊy. tn = MNDBT - Ñ® = 433 – 410 = 23 (m). X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh kinh tÕ cña èng theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau: DKT = 7 ; Q = 72,67 m3/s. Thay sè cã: DKT = 7 = 5,27 (m). Htt : Cét n­íc tÝnh to¸n (Ht×nh tiÕt = 17,37 m). 3. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh kinh tÕ theo vËn tèc trong ®­êng èng VKT = 3 ¸ 6 (m/s) ; chän VKT = 4 (m/s) Thay sè cã DKT = 7 Ta cã DKT = 7 = (5,55 ¸ 3,93) m Tõ hai ®iÒu kiÖn ta chän DKT = 5,5 (m) p = ÑCV§ - ѧ Trong ®ã: ÑCV§: Cao tr×nh d­íi cöa vµo lÊy n­íc ÑCV§ = Ñbïn c¸t + h2 Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n thuû n¨ng s¬ bé ta lÊy h2 = 1 (m). Ñbïn c¸t = 420,58 (m). -> ÑCV§ = 420,58 + 1 = 421,58 (m) -> P = 421,58 – 410 -> p = 11,58 (m) Coi ®­êng th¼ng qua t©m èng chia ®«i dßng ch¶y ta cã t = = 15,22 (m) -> t = tn - t = 23 – 15,22 = 7,78 (m) Cao t×nh tuyÕn ph©n chia lµ ÑCC = MNDBT - t = 433 – 7,78 = 425,22 (m) ÑmÐppt = ÑCV§ + hCLN = 421,58 + 9 = 430,58 (m) hCLN: ChiÒu cao cöa lÊy n­íc -> a = t - (MNDBT - ÑmÐppt) = 7,78 – (433 – 430,58) = 5,36 (m) -> a = t + ѧ - ÑCV§ = 15,22 + 410 – 421,58 -> a = 3,64 (m) = = 0,69 ; = = 0,24 -> e, = 0,57 + = 0,675 -> e,, = 0,57 + = 0,62 VËy ph­¬ng tr×nh cã d¹ng: Ng­ìng trªn: = 1 Ng­ìng d­íi. = 1 Tõ 2 ph­¬ng tr×nh trªn ta vÏ ®­îc h×nh d¹ng cöa n­íc vµi gi¶ thiÕt X -> Y vµ ng­îc l¹i Y -> X Cao tr×nh ng­ìng trªn: Ñnt = ÑCC + a = 424,25 + 5,36 = 429,61 (m) ÑMNC = 429,61 (m) Ñnt < ÑMNC Cao tr×nh ng­ìng d­íi: Ñnd = Ñnt - DKT = 429,61 – 5,5 = 424,11 (m) ÑBC = 420,58 (m) -> Ñnd > ÑBC -> Cöa lÊy n­íc lµm viÖc an toµn V. §­êng èng ¸p lùc 1. T¸c dông §­êng èng ¸p lùc cã nhiÖm vô dÉn n­íc tõ cöa lÊy n­íc vµo buång xo¾n Turbin. Trong tuyÕn n¨ng l­îng th× viÖc bè trÝ ®­êng èng ¸p lùc rÊt quan träng. Nã ¶nh h­ëng tíi sù vËn hµnh an toµn cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. 2. Chän tuyÕn ®­êng èng ViÖc chän tuyÕn ®­êng èng c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt mµ ®­êng èng ®i qua mµ nã cßn phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn sau: - TuyÕn ®­êng èng lµ ng¾n nhÊt. - Tæn thÊt thuû lùc trong ®­êng èng lµ nhá nhÊt. - Qu¶n lý vËn hµnh thuËn tiÖn vµ an toµn. Víi tr¹m thuû ®iÖn CT4 ta sö dông ph­¬ng thøc vu«ng gãc, bëi v× yªu cÇu chÝnh ®èi víi nhµ m¸y lµ ph¸t ®iÖn, ®ång thêi sè tæ m¸y kh«ng nhiÒu do ®ã tæn thÊt cét n­íc ph¶i nhá vµ c¸c thiÕt bÞ trong nhµ m¸y ph¶i bè trÝ thuËn tiÖn ®Ó n©ng cao ®­îc hiÖu suÊt cña nhµ m¸y. 3. Ph­¬ng thøc cÊp n­íc Tuú thuéc ®Þa h×nh ®Þa chÊt, ®iÒu kiÖn vÒ sè tæ m¸y, chiÒu dµi ®­êng èng mµ chóng ta cã thÓ lùa chän 1 trong 3 ph­¬ng thøc sau ®©y: CÊp n­íc liªn hîp, ®éc lËp vµ ph©n nhãm. Víi tr¹m thuû ®iÖn CT4 do sè tæ m¸y kh«ng nhiÒu ®ång thêi ®Ó ®¶m b¶o an toµn cung cÊp ®iÖn ta sö dông ph­¬ng ph¸p cung cÊp n­íc ®éc lËp. 4. Chän lo¹i ®­êng èng a) Chän lo¹i ®­êng èng Víi cét n­íc thiÕt kÕ t«i chän ®­êng èng vµ lo¹i èng thÐp ®Æc trong ®Ëp bª t«ng träng lùc. b) TÝnh ®­êng kÝnh èng (DKT) ViÖc x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh èng c¨n cø vµo luËn chøng kinh tÕ kü thuËt. Trong giai ®o¹n thiÕt kÕ s¬ bé, do tµi liÖu ch­a thËt ®Çy ®ñ; do ®ã trong ®å ¸n nµy t«i x¸c ®Þnh DKT theo c«ng thøc kinh nghiÖm vµ theo vËn tèc kinh tÕ trong ®­êng èng. Nh­ trªn ta ®· tÝnh ®­îc DKT = 5,5 (m). c) TÝnh chiÒu dµi thµnh èng S¬ bé x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: S = Trong ®ã: Do:®­êng kÝnh èng (D0 = DKT = 5,5. 103 mm). g: Träng l­îng riªng cña n­íc . (g = 1tÊn/m3 = 10-6 kg/mm3) H: Cét n­íc cã tÝnh ®Õn n­íc va (H = Hmax + ÑH). (H = 29,33 m = 29,33. 103 mm) A: C­êng ®é tÝnh to¸n cña vËt liÖu lµm èng A = Rt/c. C. K. mC. M Rt/c: Søc kh¸ng tiªu chuÈn cña vËt liÖu : Rt/c = 45 kg/mm2 C: HÖ sè chuyÓn tiÕp tõ c­êng ®é chÝnh sang c­êng ®é tÝnh ®æi C = 1 m: HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc : m = 0,6 mC: HÖ sè vèn ®Çu t­ : mC = 0,85 K: HÖ sè ®ång chÊt cña vËt liÖu K = 0,64 -> A = 45. 1. 0,64. 0,85. 0,6 = 14,69 kg/mm2 -> d = = 35,49 (mm) MÆt kh¸c chiÒu dµy ®­êng èng ph¶i ®¶m b¶o ®ñ cøng, ®ñ kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc kh«ng bÞ bãp mÐo trong qu¸ tr×nh thi c«ng vµ vËn hµnh. d ³ = 42,3 (mm) VËy ta chän chiÒu dµy thµnh èng lµ : d = 45 mm 5. ChiÒu dµy ®­êng èng ¸p lùc §o trªn b¶n vÏ ta cã L = 31 (m) 6. ChiÒu dµi ®­êng èng ¸p lùc ChiÒu dµi ®o¹n chiÒu dµi ®o¹n chuyÓn tiÕp tÝnh theo c«ng thøc sau: L = 7( Dkt – Dcv )= 7(5.5 – 3.7 ) = 12.6 m VI. N­íc va trong ®­êng èng ¸p lùc 1. HiÖn t­îng n­íc va vµ ¶nh h­ëng cña nã víi c«ng t¸c cña NMT§. a) HiÖn tr¹ng n­íc va Khi ta ®ãng hay më cöa van, l­u l­îng vµ l­u tèc trong ®­êng èng ¸p lùc sÏ thay ®æi, sù thay ®æi nµy dÉn ®Õn sù thay ®æi ¸p lùc trong ®­êng èng mét c¸ch ®ét ngét. Nguyªn nh©n vËt lý cña sù t¨ng gi¶m ¸p lùc lµ do lùc qu¸n tÝnh cña khèi n­íc ®ang ch¶y trong èng khi ta ®ãng c¸nh h­íng n­íc theo ®Þnh lý §al¨mbe th× h­íng cña lùc qu¸n tÝnh lµ h­íng ng­îc chiÒu víi cña gia tèc, v× vËy khi t¸c ®éng dßng ch¶y gi¶m ®i h­íng lùc qu¸n tÝnh cïng h­íng víi l­u tèc do ®ã lµm t¨ng thªm ¸p lùc trong èng dÉn gäi lµ n­íc va d­¬ng. Ng­îc l¹i khi më c¸nh h­íng n­íc chuyÓn ®éng dßng ch¶y trong èng trë thµnh chuyÓn ®éng nhanh dÇn lùc qu¸n tÝnh ®æi thµnh h­íng ng­îc chiÒu víi dßng ch¶y, v× vËy trong èng phÝa tr­íc cöa van cã hiÖn t­îng gi¶m ¸p lùc (gäi lµ n­íc va ©m) vµ phÝa sau – t¨ng ¸p lùc. b) ¶nh h­ëng cña n­íc va ®èi víi tr¹m thuû ®iÖn Khi cã n­íc va, ¸p lùc trong èng dÉn n­íc sÏ thay ®æi do ®ã lµm thay ®æi cét n­íc cña TT§, g©y nªn khã kh¨n cho viÖc ®iÒu chØnh Turbin, v× cét n­íc thay ®æi lµm thay ®æi c«ng suÊt, t¸c ®éng quay turbin. Sù dao ®éng ¸p lùc n­íc va lµm t¨ng øng suÊt trong èng vµ buång turbin, víi ®­êng èng dµi trÞ sè n­íc va cã thÓ t¨ng lªn vµi lÇn cét n­íc cña TT§, ®Ó ®¶m b¶o an toµn ph¶i t¨ng chiÒu dµy thµnh èng, t¨ng ®é dµy buång xo¾n turbin… DÉn ®Õn bÊt lîi vÒ kinh tÕ vµ qu¶n lý c«ng tr×nh. N­íc va ©m lµm ¸p lùc n­íc trong èng dÉn gi¶m mét c¸ch ®ét ngét, ¶nh h­ëng nghiªm träng tíi viÖc t¨ng c«ng suÊt kÞp thêi cña TT§ theo yªu cÇu phô t¶i. 2. TÝnh to¸n n­íc va HiÖn t­îng n­íc va g©y khã kh¨n chi viÖc ®iÒu chØnh sè vßng quay turbin v× TS cµng lín th× hiÖn t­îng kh«ng æn ®Þnh trong BXCT turbin cµng lín do ®ã thêi gian ®ãng më kh«ng ®­îc qu¸ lín, nh­ng ph¶i ®¶m b¶o thêi gian kh«ng ®Ó x¶y ra n­íc va trùc tiÕp v× lo¹i n­íc va nµy cã trÞ sè ¸p lùc lín. Víi tr¹m thuû ®iÖn kh«ng lín l¾m th× TS = (3 ¸ 5) s VËy t«i chän TS = 5s ®Ó tÝnh to¸n trÞ sè ¸p lùc n­íc va t­¬ng ®èi cho phÐp [x] = (0,3 ¸ 0,5) s a) T¸c ®éng truyÒn sãng n­íc va T¸c ®éng truyÒn sãng n­íc va phô thuéc vµo chÊt láng, vËt liÖu lµm èng. Víi ®­êng èng thÐp th× t¸c ®éng truyÒn sãng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc. C = Trong ®ã : C0: T¸c ®éng truyÒn sãng ©m thanh trong n­íc, nã phô thuéc vµo ®Æc tÝnh chÊt láng: C0 = 1435 (m/s) . e: hÖ sè ®µn håi cña n­íc : e = 2,1. 104 (kg/cm2) D: §­êng kÝnh èng: D = 5,5 (m). d: BÒ dµy thµnh èng : d = 4,5. 10-2 (m). E: M«®un ®µn håi cña vËt liÖu lµm èng E = 2,1. 106 (kg/cm2). Thay sè cã: C = = 962,63 (m/s) b) Pha n­íc va Kho¶ng thêi gian sãng ¸p lùc n­íc va xuÊt hiÖn truyÒn tíi hå chøa vµ ph¶n håi l¹i c¬ cÊu ®iÒu chØnh gäi lµ pha n­íc va (Tf). Tf = = 0,064 (s) MÆt kh¸c thêi gian ®ãng më bé phËn h­íng n­íc cña Turbin lµ. TS = (3 ¸ 10) s. Víi TT§ CT4 t«i lÊy TS = 5 (s) VËy TS = 5S > Tf = 0,064(s) Nh­ vËy trong ®­êng èng x¶y ra n­íc va gi¸n tiÕp. 3. TÝnh to¸n n­íc va d­¬ng:HiÖn t­îng n­íc va d­¬ng víi môc ®Ých kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc cña ®­êng èng trong tr­êng hîp mùc n­íc th­îng l­u lµ MNDBT vµ turbin ®ang lµm viÖc víi toµn bé c«ng suÊt th× ®ét ngét gi¶m t¶i hoµn toµn. C¸c ®Æc tr­ng thø nhÊt. m = Trong ®ã : C: T¸c ®éng truyÒn sãng n­íc va: C = 962,63 m/s Vmax: L­u tèc lín nhÊt trong ®­êng èng Vmax = ; Qmax = 72,67 (m3/s) -> Vmax = 3,06 (m/s) H: cét n­íc ë chÕ ®é ¸p lùc æn ®Þnh. (H = Hmax = 22 m) Thay sè ta cã: m = = 6,82 HÖ sè ®Æc tr­ng thø hai: d = m. (TS = 5S). -> d = 6,82. = 0,09. Khi c¾t t¶i hoµn toµn th× t® = 1 vµ tC = 0. Do ®ã m. t® = 6,82 > 1. VËy e1 < e m . Trong ®ã: e1: TrÞ sè ¸p lùc n­íc va t­¬ng ®èi pha giíi h¹n. Tra biÓu ®å quan hÖ d = (m, t®) h×nh 117 – trang 220 (Gi¸o tr×nh CTT vµ NMT§) -> ®­îc n­íc va giíi h¹n tÝnh theo c«ng thøc sau: xmax = = = 0,01 Nªn ta cã trÞ sè ¸p lùc n­íc va d­¬ng lµ ÑH+ = xmax. H0 = 0,01. 22 = 0,22 (m) 4. TÝnh to¸n n­íc va ©m HiÖn t­îng va ©m øng víi sù gi¶m ¸p khi më turbin. TÝnh to¸n n­íc va ©m ®Ó cã ph­¬ng ph¸p bè trÝ ®­êng èng phï hîp, tr¸nh hiÖn t­îng chµn kh«ng x¶y ra trong èng. §Ó an toµn ®èi víi n­íc va ©m, ta tÝnh to¸n trong tr­êng hîp mùc n­íc th­îng l­u lµ MNC vµ cã kÓ ®Õn tæn thÊt thñy lùc. C¸c hÖ sè ®Æc tr­ng cña ®­êng èng. Ta cã: t0= 0 ; tC = 1 HÖ sè ®Æc tr­ng: m = Trong ®ã C: T¸c ®éng truyÒn sãng n­íc va : C = 962,63 (m/s) Vmax: L­u tèc lín nhÊt trong ®­êng èng: Vmax = 3,06 (m/s) H = Hmin = 12,25 (m) Thay sè ta cã: m = = 12,25. Tr­êng hîp tÝnh to¸n : Ta tÝnh víi tr­êng hîp nghuy hiÓm nhÊt lµ MNTL =MNC , cét n­íc Ho = Hmin turbin ph¶i t¨ng t¶i tõ 0 ®Õn ®é më lín nhÊt , t0 = 0 tc=1 , khi ®ã mt0= 0< 1 -> ÑH- = 2m [t0+ m. t1 2 - ] Thay sè: ÑH- = 2. 12,25 [(0 + 12,25. 0,013)2. ] = - 3,29 (m). 5. TÝnh tæn thÊt thuû lùc Tæn thÊt thñy lùc trong ®­êng èng ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: ht×nh tiÕt = åhd® + åhcb Trong ®ã: åhd® : Tæng tæn thÊt däc ®­êng åhcb: Tæng tæn thÊt côc bé t¹i ®iÓm thay ®æi h×nh d¹ng èng a) X¸c ®Þnh tæn thÊt däc ®­êng åhd® = xd. . Trong ®ã: xd: HÖ sè tæn thÊt däc ®­êng : lÊy > = 0,01 V: L­u tèc nhá nhÊt trong thµnh èng: V = 3,06 (m/s) D: §­êng kÝnh èng : D = 5,5 (m) L: ChiÒu dµi èng : L = 31 (m) Thay sè ta cã : xd = 0,01. = 0,056. -> åhd® = 0,056. = 0,027 (m) b) X¸c ®Þnh åhcb Tæn thÊt côc bé bao gåm: - Tæn thÊt t¹i cöa vµo ®­êng èng h1 = x1. B¶ng tra thuû lùc : x1 = 0,2 -> h1 = 0,2. = 0,095 (m) Tæn thÊt qua l­íi ch¾n r¸c : h2 = b . sina. Trong ®ã: S: bÒ dµy thanh l­íi. b: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai thanh l­íi. Víi turbin c¸nh quay th× b = = 0,125 (m). S b S¬ bé lÊy: : HÖ sè phô thuéc h×nh d¹ng thanh : = 0,15 : gãc t¹o gi÷a mÆt ngang vµ l­íi = 900 V1: VËn tèc tr­íc l­íi (s¬ bé lÊy V1 = 1,2 m/s) -> h2 = 0,15 . = 0,0018 m = 0,002 m - Tæn thÊt chuyÓn tiÕp. - > K: HÖ sè phô thuéc vµo gãc §: K = 0,15 -> -> - Tæn thÊt qua khe, van, pha: - Tæn thÊt qua ®o¹n khuû cong cã 2 ®o¹n cong. - KiÓm tra chiÒu dµy thµnh èng. Cét n­íc khi cã n­íc va d­¬ng lín nhÊt. -> VËy chän lµ hîp lý.  BiÓu ®å ¸p lùc n­íc va: MNDBT MNC D (-) KÕT LUËN Sau 14 tuÇn d­íi sù h­íng dÉn nhiÖt t×nh cña thÇy gi¸o TrÞnh Quèc C«ng vµ sù gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n trong khoa, cïng víi sù nç lùc cña b¶n th©n, ®Õn nay em ®· c¬ b¶n hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp víi ®Ò tµi: " ThiÕt kÕ s¬ bé Tr¹m thuû ®iÖn CT4 ". Trong qóa tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ s¬ bé Tr¹m thuû ®iÖn ®· gióp em n¾m ®­îc c¸c c«ng viÖc cÇn tiÕn hµnh khi thiÕt kÕ – thi c«ng Tr¹m thuû ®iÖn mét c¸ch kh¸i qu¸t vµ tæng hîp nhÊt. §ång thêi, còng gióp em cñng cè l¹i nh÷ng kiÕn thøc mµ em ®· ®­îc häc trong 5 n¨m häc ë tr­êng. Tuy nhiªn, do kinh nghiÖm thùc tÕ ch­a cã cho nªn trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn kh«ng thÓ tr¸nh ®­îc nh÷ng thiÕu sãt. V× vËy, em kÝnh mong c¸c thÇy trong héi ®ång chÊm duyÖt ®å ¸n, xem xÐt, gióp ®ì em nhËn ra vµ kh¾c phôc nh÷ng thiÕu sãt ®ã ®Ó em cã mét ®å ¸n tèt nghiÖp hoµn chØnh. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n vµ göi lêi chóc tèt ®Ñp nhÊt ®Õn c¸c thÇy. Hµ Néi ngµy 15, th¸ng 5, n¨m 2004 Sinh viªn Ng« Hång Thanh